Die känozoische Vulkanprovinz Deutschlands ist eine Region, die während des Känozoi- kums im Tertiär bis hinein ins Quartär Schauplatz aktiven Vulkanismuses war. Die hierbei entstandenen Vulkane erstrecken sich über ca. 300 km entlang einer Reihe von der Eifel im Westen Deutschlands über den Vogelsberg, die Rhön bis zur Heldburger Gangschar in Teilen Thüringens und Bayerns (Wedepohl und Baumann, 1999). Der Vogelsberg in Hessen stellt mit rund 2500 km2 das größte zusammenhängende Vulkangebiet Mitteleuropas dar (Walter, 1995). Entsprechend ihrer interessanten geologischen Vergangenheit ist die känozoische Vulkan- provinz, die neben ihrer vulkanischen Aktivität von einer sich über gesamt Europa er- streckenden Riftstruktur durchkreuzt wird (Ziegler, 1992), langwährender Untersuchungs- gegenstand geophysikalischer Forschung mit verschiedensten Explorationsmethoden. Ein Schwerpunkt liegt hierbei in den Methoden der geophysikalischen Tiefenforschung, die es erlauben Aussagen über die Struktur und die Dynamik des Mantels zu treffen. Seismo- logische Messungen konzentrieren sich auf die Region des Rheinischen Schildes. Mit der Durchführung des großangelegten Eifel Plume Projekts in den Jahren 1997 - 1998 erhoffte man sich anhand seismologischer Messungen klärende Antworten auf die kontrovers dis- kutierte Plumehypothese zu finden. Zwar konnten unter der Eifel seismische low-velocity Anomalien nachgewiesen werden (Ritter u. a., 2001; Keyser, Ritter und Jordan, 2002), eine Klärung der Plumehypothese steht jedoch weiter aus. Die Hypothese an sich stößt vieler- orts auf Ablehnung (Meyer und Foulger, 2007). Die Analyse der Aufspaltung von Scherwellen (SKS-Scherwellen-Splitting ) ergab Hinweise auf eine seismische Anisotropie unter dem Rheinischen Schild. Eine Tiefenauflösung, mit der die Quellregion der Anisotropie bestimmt werden könnte, ist mit dieser Methode nicht möglich (Savage, 1999). Mit hoher Wahrscheinlichkeit liegt sie jedoch im oberen Mantel, da die Kruste aufgrund ihrer geringen Mächtigkeit zu keiner signifikanten Aufspaltung von Scherwellen führt (Walker u. a., 2005). Als Ursache für die seismische Anisotropie gel- ten Olivinkristalle, die aufgrund von durch den Mantelfluss induzierten Spannungsfeldern ausgerichtet werden (Zhang und Karato, 1995). Die Olivinkristalle sind bezüglich der Lauf- zeiten seismischer Wellen entlang ihrer kristallographischen Achsen anisotrop (Kumazawa und Anderson, 1969). Olivin stellt mit ca. 70% den mineralogischen Hauptbestandteil des Mantels dar. Neben seismologischen Untersuchungen war und ist die känozoische Vulkanprovinz Unter- suchungsgegenstand der elektromagnetischen Tiefenforschung. Hinweise auf die Existenz eines Eifelplumes konnte aber auch diese bisher nicht erbringen (z.B. Kuras, 1998). Jedoch konnte mit Hilfe der Magnetotellurik im gesamten Gebiet der känozoischen Vulkanprovinz eine teils tiefenabhängige Anisotropie der elektrischen Leitfähigkeit σ festgestellt werden (Hönig, 1998; Bahr u. a., 2000; Leibecker u. a., 2002; Gatzemeier und Moorkamp, 2005, u.a.). Eine Eigenschaft, die die Magnetotellurik auszeichnet, ist ihre genauere Tiefenauf- lösung, die auf den periodenabhängigen Eindringtiefen der magnetischen und elektrischen Feldvariationen beruht. Die tiefenabhängige Anisotropie untergliedert sich in zwei Berei- che - die Kruste und den Mantel. Generell ist die elektromagnetische Streichrichtung, d.h. die Richtung der hohen Leitfähigkeit, in Kruste und Mantel nicht identisch. Die elek- tromagnetische Streichrichtung in der Kruste orientiert sich vornehmlich an geologischen Großstrukturen, wie den Terrangrenzen. Als verantwortlicher Leitfähigkeitsmechanismus kommen hier in erster Linie vernetzte leitfähige Phasen, wie salinare Fluide oder Graphit, in Frage. Sie konzentrieren sich in krustalen Kluft- und Risssystemen, die sich entlang einer durch die tektonische Spannung vorgegebenen Vorzugsrichtung ausbilden. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt auf der Struktur und der Dynamik des oberen Mantels. Dessen elektromagnetische Streichrichtung liegt unter der känozoischen Vulkan- provinz mit großer Konsistenz in Ost-West-Richtung entlang der Aufreihung der vulka- nischen Gebiete (Gatzemeier, 2001). Nach Norden hin ist eine Änderung der elektroma- gnetischen Streichrichtung auf Nord-Süd zu beobachten, während der Anisotropiefaktor im Süden Deutschlands deutlich schwächer wird (Moorkamp, 2003). Der Anisotropiefaktor ist das Verhältnis der elektrischen Leitfähigkeit σI in Streichrichtung und der elektrischen Leitfähigkeit σ⊥ senkrecht zur Streichrichtung. Die elektromagnetische Anisotropie im obe- ren Mantel wurde bisher hauptsächlich mit der Diffusion von Wasserstoffionen H+ in Olivin erklärt (Bahr u. a., 2000; Gatzemeier, 2001; Gatzemeier und Moorkamp, 2005, u.a.). Ähn- lich wie die seismische Anisotropie in Olivin ist dessen auf der Diffusion von H+-Ionen beruhende elektrische Leitfähigkeit bezüglich seiner kristallographischen Achsen anisotrop (Karato, 1990). Ferner stimmt die Richtung der hohen Leitfähigkeit mit der Richtung der hohen seismischen Geschwindigkeit überein. So ist die weltweit vielfach beobachtete Über- einstimmung von seismischer und elektrischer Anisotropie (Simpson, 2001; Gatzemeier und Moorkamp, 2005; Walker u. a., 2005) anhand einer gemeinsamen Grundlage, nämlich der Ausrichtung von Olivin, erklärbar. Jedoch gibt es hierfür auch Gegenbeispiele: Hamilton, Jones, Evans u. a. (2006) beobachteten keine Übereinstimmung von seismischer und elektri- scher Anisotropie in Südafrika. Sie schlossen daraus, dass die für die seismische Anisotropie verantwortliche Region entweder in größeren Tiefen liegt oder dass die hierfür verantwortli- chen Mechanismen keine signifikanten elektrischen Eigenschaften aufweisen. Die Forschung auf diesem Gebiet ist also längst nicht abgeschlossen. Jüngste, erste direkte Labormessun- gen der Leitfähigkeit von Olivin brachten sogar völlig gegensätzliche Ergebnisse zutage (Wang u. a., 2006; Yoshino u. a., 2006). Ungeachtet dessen liegt die elektrische Anisotropie im oberen Mantel unter der känozo- ischen Vulkanprovinz mit einem Anisotropiefaktor von A = σI/σ⊥ > 100 in einem Be- reich, der mit der H+-Diffusion in Olivin nicht erklärbar ist. Vernetzte partielle silikatische Schmelzen entfallen als alternative Erklärung. Sie besitzen zwar eine höhere Leitfähigkeit, ihr notwendiger Anteil von 10% im oberen Mantel kommt aus Gründen der Stabilität je- doch nicht in Frage. Jüngste Forschungen an karbonatischen Schmelzen ergaben, dass deren Leitfähigkeit drei Größenordnungen über der silikatischer Schmelzen liegt (Gaillard u. a., 2008a). Damit genü- gen bereits geringe Mengen, um hohe Leitfähigkeiten zu erzeugen. Aufgrund der extremen Seltenheit ihrer Erstarrungsgesteine wurden karbonatische Schmelzen zur Erklärung von Leitfähigkeitsanomalien im Mantel bisher meist nicht berücksichtigt. Die Anisotropie der Leitfähigkeit muss prinzipiell nicht von einem intrinsisch anisotropen homogenen Mantel herrühren, sondern kann auch durch makroskopische laterale Leitfähig- keitskontraste verursacht sein. Es läge dann ein heterogener Mantel vor. Die Unterschei- dung zwischen einer „echten“ Anisotropie (homogener Mantel) und einer „scheinbaren“ Anisotropie (heterogener Mantel) geschieht mittels der Methode der geomagnetischen Tie- fensondierung (Schmucker, 1970), mit der laterale Leitfähigkeitskontraste aufgedeckt wer- den können. In dieser Arbeit wird ein 3D-Modell vorgestellt, das eine sehr gute Datenanpassung auf- weist und völlig auf das Eingliedern anisotroper Schichten verzichtet. Stattdessen wird ein heterogener Mantel postuliert. Es wird gezeigt, dass die elektrische Anisotropie in einer hochleitfähigen makroskopischen Struktur im Mantel begründet sein kann, die mit der Methode der geomagnetischen Tiefensondierung nicht aufgelöst wird. Die hochleitfähige Struktur wird durch das Vorhandensein karbonatischer Schmelzen unter den Vulkanen der känozoischen Vulkanprovinz erklärt. Die Existenz der karbonatischen Schmelzen wird ab- schließend auf der Grundlage geochemischer Analysen von Magmen diskutiert. Ferner wird gezeigt, dass die bisher oft vernachlässigten hochleitfähigen Sedimente im Norden Deutsch- lands einen erheblichen Effekt haben und eine wichtigen Beitrag zur Erklärung der Daten leisten.